고체상태로 고분자 합성 가능한 공정기술 탄생

[아시아경제 노미란 기자]고체 상태에서 자외선을 쪼여 고분자로 합성하는 친환경적 공정기술이 개발됐다. 고기능성 고분자 박막 합성이나 수소, 이산화탄소 등 기체 저장을 위한 나노 융합소재 개발 등 분야의 연구에 실마리가 될 것으로 보인다.

이심성 경상대학교 화학과 교수, 자가데스 J. 비탈 석좌교수(원소속 싱가포르대학교), 박인혁 연구원 등은 금속이온과 유기분자와의 반응을 통해 규칙적 패턴을 가지는 구조체인 금속초분자를 중간체로 제조해 다량의 유기분자들을 배열시키는 전처리 과정의 한계를 극복했다.

그동안 합성의 전처리 과정으로 수만개의 원료 분자들을 일정한 간격으로 배열시켜야 하는 번거로움 때문에 빛을 쬐여 고체반응을 유도하는 방식의 고분자 합성 사례는 아직까지 없었다.

연구팀은 올레핀을 헤링본 패턴처럼 배열시킨 금속초분자를 제조하고, 여기에 자외선을 쬐여 올레핀 분자들 간의 연속적인 결합을 유도했다. 그 결과 100% 수율로 고분자가 합성됐다.

이번 성과는 용매를 사용하지 않는 친환경적 공정으로 고분자 물질의 합성이 가능함을 보여준 것으로 고기능성 박막, 수소 저장 물질 등 나노융합소재 개발 연구에 크게 기여할 것으로 기대된다.

더불어 연구팀은 이렇게 만들어진 고분자 물질은 250도에서 3시간 가열하면 분자간 결합이 붕괴되면서 원래의 금속초분자로 돌아가는 가역성을 나타내는 현상을 밝혀냈다.

이는 빛과 열에 의한 제조 및 분해 조절 가능성을 보여주는 것으로 나노-스위치 디바이스 등으로의 응용 가능성이 크다.

이심성 교수는 “고분자 합성의 새로운 방법론을 제시한 것으로 다양한 나노융합 소재 개발에 기여할 것으로 기대한다”고 연구의의를 밝혔다.

연구 성과는 국제학술지 안게반테 케미(Angewandte Chemie)지 지난해 12월10일자 온라인판에 게재됐고, 속표지논문으로도 출간될 예정이다.

노미란 기자 asiaroh@asiae.co.kr